Panduan Esensial tentang Relay: Jenis, Aplikasi, dan Sejarah

Sebagian besar peralatan elektronik dan mekanis memerlukan relay untuk mengubah input listrik kecil menjadi output arus tinggi yang mereka terima. Tradisional, relay digunakan dalam sirkuit telegraf jarak jauh sebagai penguat sinyal. Artinya, sinyal yang datang dari satu sirkuit di-refresh dengan mentransmisikannya pada sirkuit lain. Relay digunakan secara luas di penyelpon telepon dan komputer awal untuk melakukan operasi logika.

Ada banyak jenis relay di luar sana untuk memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi. Hari ini Anda akan mengetahui definisi, fungsi, aplikasi, pertimbangan seleksi, komponen, diagram, jenis, dan kerja relay. Anda juga akan ditampilkan kelebihan dan kekurangannya.

Apa itu Relay?

Relay adalah saklar listrik yang bekerja dengan elektromagnetisme untuk mengubah stimulus listrik kecil menjadi arus yang lebih besar. Konversi ini terjadi ketika input listrik mengaktifkan elektromagneten untuk membentuk atau memutus sirkuit yang ada.

Dengan memanfaatkan input lemah untuk memberi daya pada arus yang lebih kuat, relay dapat secara efektif bertindak sebagai saklar atau penguat untuk arus listrik. Ini tergantung pada aplikasi yang diinginkan.

Relay juga dikatakan sebagai saklar yang dioperasikan magnetis yang diaktifkan dan dinonaktifkan saat elektromagneten diaktifkan. Tegangan yang diterapkan ke terminal input relay mengaktifkan elektromagneten.

Relay ditemukan oleh ilmuwan AS Joseph Henry pada tahun 1835.

Fungsi Relay

Berikut adalah fungsi relay dalam aplikasi yang berbeda:

• Fungsi utama relay adalah bertindak sebagai saklar tempat sirkuit perlu dikontrol.
• Beberapa jenis relay menggunakan elektromagneten untuk menutup dan membuka kontak.
• Ini melindungi sirkuit listrik dari overload atau gangguan, berfungsi sebagai relay pelindung.
• Fungsi relay juga memungkinkan sistem untuk berjalan hanya untuk periode waktu yang ditetapkan atau untuk mulai hanya setelah periode waktu yang ditetapkan, sehingga dikenal sebagai relay penundaan waktu.
• Tujuan lain relay adalah untuk switching motor listrik dan beban penerangan.
• Satu relay dapat berfungsi sebagai konektor untuk beberapa kontak, sehingga mereka semua dapat Bergerak bersama ketika coil relay diaktifkan atau dinonaktifkan. Jika salah satu kontak dalam relay berhenti Bergerak, kontak lainnya tidak akan bisa Bergerak. Relay dengan efek ini juga dikenal sebagai relay keselamatan.
• Beberapa jenis relay memiliki fungsi besar di mana transmitter dan receiver radio berbagi satu antena. Relay bertindak sebagai transmit-receive, yang mengalihkan antena dari receiver ke transmitter.

Aplikasi Relay

Berikut adalah aplikasi relay:

• Sirkuit relay digunakan untuk mewujudkan fungsi loci, memainkan peran penting dalam menyediakan logika keselamatan kritis.
• Seperti yang disebutkan sebelumnya, relay menyediakan fungsi penundaan waktu, karena mereka mengatur waktu penundaan buka dan tutup kontak.
• Relay digunakan untuk mengontrol sirkuit tegangan tinggi dengan sinyal tegangan rendah. Mereka juga menggunakan sinyal arus rendah untuk mengontrol sirkuit arus tinggi.
• Relay berfungsi sebagai perlindungan untuk alat, karena mereka mendeteksi penerimaan dan mengisolasi mereka selama transmisi.

Relay overload adalah perangkat elektromekanikal yang digunakan untuk mengamankan motor dari kegagalan daya atau overload. Mereka sering digunakan di motor untuk melindungi motor dari lonjakan arus tiba-tiba yang dapat menyebabkan kerusakan.

Cara kerja saklar relay overload mirip dengan arus waktu tetapi berbeda dari saklar pemutus dan sekring, di mana trip tiba-tiba akan mematikan motor. Relay overload termal adalah jenis yang paling banyak digunakan, di mana sepotong bimetalik digunakan untuk mematikan motor. Sepotong ini membuat kontak dengan kontaktor dengan membengkok sendiri seiring dengan kenaikan suhu karena aliran arus berlebihan.

Kontak antara sepotong dan kontaktor menyebabkan kontaktor dinonaktifkan dan menahan daya dari motor, sehingga mematikan sistem.

Pertimbangan Seleksi Relay

Berikut adalah faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih relay untuk sistem:

• Perlindungan – Saat memilih relay untuk proyek tertentu, seseorang harus mempertimbangkan bagaimana relay akan melindungi sistem dari overload atau lonjakan daya tiba-tiba. Perlindungan lain seperti perlindungan kontak dan perlindungan coil juga harus dipertimbangkan. Perlindungan kontak akan membantu mengurangi busa dalam sirkuit yang menggunakan induktor. Sementara perlindungan coil membantu dalam mengurangi tegangan lonjakan yang dihasilkan selama switching.
• Relay standar dengan semua persetujuan regulasi harus dipertimbangkan.
• Relay switching kecepatan tinggi penting untuk waktu switching, Anda mungkin membutuhkan satu.
• Rating arus dan tegangan relay harus dipertimbangkan. Rating arus bervariasi dari beberapa ampere hingga sekitar 300 ampere, sedangkan rating tegangan bervariasi dari 300 volt AC hingga 600-volt AC. Beberapa relay tegangan tinggi sekitar 15.000 volt juga tersedia.
• Isolasi antara sirkuit coil dan kontak juga harus dipertimbangkan.
• Ketahui jenis kontak yang dipikulnya, apakah NC atau NO atau kontak tertutup.
• Ketahui apakah kontak "Make Before Break" atau "Break Before Make" adalah opsi terbaik untuk sistem Anda.

Komponen Sistem Relay

Berikut adalah komponen dari berbagai jenis sistem relay dan fungsinya:

Frame – adalah wadah atau frame berat yang berisi dan mendukung berbagai bagian relay.

Coil – adalah kawat yang dililit di sekitar inti logam. Ini adalah bagian yang menyebabkan medan elektromagnet

Armature – adalah bagian bergerak yang membuka dan menutup kontak. Ada pegas yang terpasang yang mengembalikan armature ke posisi aslinya.

Contacts – adalah bagian konduktif yang menyebabkan relay membuat (menutup) atau memutus (membuka) sirkuit.

Relay memiliki dua sirkuit; sirkuit penggerak dan sirkuit kontak. Sisi penggerak memiliki coil sementara kontak relay memiliki sisi kontak. Coil relay diaktifkan saat arus mengalir melalui coil dan menciptakan medan magnet. Di unit AC, polaritas berubah 120 kali per detik, polaritas juga tetap dalam sistem DC.

Coil magnet menarik plat ferrous, bagian dari armature. Satu bagian armature ini dipasang pada frame logam, yang dibentuk sehingga armature dapat berputar. Ujung lainnya membuka dan menutup kontak yang hadir dalam berbagai konfigurasi.

Konfigurasi ini tergantung pada jumlah break, poles, dan throws relay. i.e. relay mungkin disebut single-pole, single-throw (SPST), atau Double-pole, Single-throw (DPST).

Break:

Break adalah jumlah tempat atau kontak terpisah yang digunakan relay untuk membuka atau menutup satu sirkuit listrik tunggal. Kontak ini adalah single break atau double break; kontak single break (SB) memutus sirkuit listrik di satu tempat. sementara kontak double break (DB) memutusnya di dua tempat.

Kontak single break biasanya digunakan saat switching perangkat daya rendah seperti lampu indikator. Sementara itu, kontak double break digunakan saat switching perangkat daya tinggi seperti solenoid.

Pole:

Pole adalah jumlah sirkuit terisolasi yang dapat dilewatkan relay melalui saklar. Kontak single-pole (SP) hanya dapat membawa arus melalui satu sirkuit pada satu waktu. Sementara kontak double-pole (DP) dapat membawa arus melalui dua sirkuit terisolasi secara bersamaan. Nah, jumlah maksimal poles yang dapat dipikul relay adalah 12, tergantung pada desainnya.

Throw:

Throw adalah jumlah posisi kontak tertutup per pole yang tersedia pada saklar. Saklar single throw hanya dapat mengontrol satu sirkuit, sementara double-throw dapat mengontrol dua.

Secara singkat, relay elektromagnet terdiri dari coil kawat yang dililit di sekitar inti lembut (solenoid), ikat besi yang memberikan jalur rendah reluctance untuk fluks magnet, besi gerak "armature," dan satu atau lebih set kontak. Semua ini telah dijelaskan di atas, saya harap Anda mengerti.

Diagram relay:

Jenis Relay

Berikut adalah berbagai jenis relay yang digunakan dan cocok untuk aplikasi yang berbeda:

Latching relays:

Jenis relay latching mempertahankan statusnya setelah diaktifkan. Itulah sebabnya mereka juga disebut impulse relay, keep relay, atau stay relay. Digunakan dalam sebagian besar aplikasi untuk membatasi konsumsi daya dan dissipasi.

Jenis relay latching terdiri dari magnet internal sehingga saat arus disuplai ke coil, magnet internal memegang posisi kontak. Dengan ini, sistem tidak memerlukan daya untuk mempertahankan posisinya. Itulah sebabnya setelah diaktifkan, sistem berhasil mempertahankan posisi kontak terakhir bahkan jika arus dikeluarkan dari coil.

Solid-state relays (SSRs)

Jenis relay solid-state menggunakan komponen seperti BJTs, thyristors, IGBTs, MOSFETs, dan TRIACs. Komponen-komponen ini melakukan operasi switching. Dibandingkan dengan relay elektromekanikal, daya yang diperoleh dalam relay solid-state jauh lebih tinggi karena daya yang diperlukan untuk mengontrol sirkuit jauh lebih rendah. Relay ini dapat bekerja untuk pasokan AC dan DC.

Jenis relay solid-state memiliki kecepatan switching tinggi karena tidak ada kontak mekanis. Ada sensor dalam relay solid-state yang juga merupakan perangkat elektronik. Sensor ini membantu menghidupkan atau mematikan daya ke beban setelah merespon sinyal kontrol.

Reed relays:

Sama seperti jenis relay elektromekanikal, reed relay juga bekerja dengan actuasi mekanis kontak fisik untuk membuka atau menutup jalur sirkuit. Namun, reed relay memiliki massa rendah dan kontak yang jauh lebih kecil dibandingkan jenis elektromekanikal.

Reed switch dililit karena bertindak sebagai armature. Ini adalah tabung kaca atau kapsul yang diisi dengan gas inersia yang terkandung di antara dua reed yang tumpang tindih atau lembar ferromagnetis, yang diaplikasi hermetis.

Differential relays:

Jenis relay differential mulai bekerja ketika perbedaan phasor dari dua atau lebih kuantitas listrik yang sama melebihi nilai yang ditetapkan sebelumnya. Relay current differential beroperasi ketika sistem mengalami perbandingan antara magnitudo dan perbedaan fase arus yang masuk dan keluar dari sistem yang akan dilindungi.

Jika sistem bekerja dalam kondisi operasi normal, arus yang masuk dan keluar sama dalam magnitudo dan fase. Ini menyebabkan relay menjadi tidak aktif. Namun jika terjadi gangguan dalam sistem, arus tidak lagi sama dalam magnitudo dan fase.

Polarized relay:

Sama seperti namanya, jenis relay polarized sangat sensitif terhadap arah arus yang mengaktifkannya. Ini adalah relay elektromagnetik DC yang dilengkapi dengan sumber tambahan medan magnet permanen untuk memindahkan armature dalam relay.

Di relay polarized, sirkuit magnet dibangun dengan magnet permanen, elektromagneten, dan armature. Sebaliknya gaya pegas, jenis relay ini menggunakan gaya magnet untuk menarik atau menolak armature. Armature ini adalah magnet permanen, diposisikan di antara muka pole yang dibentuk oleh elektromagneten.

Buchholz relays:

Jenis relay Buchholz adalah relay yang dioperasikan atau diaktifkan gas. Mereka digunakan secara luas untuk mendeteksi gangguan awal atau gangguan internal yang kecil pada awalnya tetapi dapat menyebabkan gangguan besar seiring waktu. Relay ini sebagian besar digunakan untuk perlindungan transformator dan dipasang dalam kamus di antara tangki transformator dan konservator.

Jenis relay ini hanya digunakan untuk relay yang direndam minyak yang khusus digunakan untuk sistem transmisi dan distribusi daya. Gambar di bawah ini menunjukkan cara kerja relay Buchholz.

Inverse definite minimum time relays (IDMT Relays):

Relay inverse definite minimum time adalah jenis relay yang menawarkan karakteristik arus waktu tepat dari arus gangguan pada nilai yang lebih tinggi. Dan juga, karakteristik waktu-arus terbalik dari arus gangguan pada nilai yang lebih rendah.

Relay IDMT ini digunakan secara luas untuk melindungi garis distribusi dan membantu menetapkan batas untuk pengaturan arus dan waktu. Dalam jenis relay ini, waktu operasinya berkaitan terbalik dengan arus gangguan di dekat nilai pickup.

Overload protection relays:

Jenis relay perlindungan overload dirancang khusus untuk menawarkan perlindungan overcurrent pada motor listrik dan sirkuit. Relay overload ini ada berbagai jenis seperti fixed bimetallic strip type, dan electronic atau interchangeable heater bimetallic, dll.

Kapan pun motor listrik mengalami overload, motor tersebut akan memerlukan jenis relay ini untuk melindungi sistem dari overcurrent. Untuk alasan ini, alat deteksi overload seperti relay yang dioperasikan panas harus digunakan. Relay yang dioperasikan panas ini berisi coil yang memanaskan sepotong bimetalik atau solder pot, yang kemudian meleleh.

Prinsip Kerja

Prinsip kerja relay tergantung pada jenisnya dan apa yang dirancang untuk dilakukan. Namun, relay elektromagnetik sederhana terdiri dari coil kawat yang dililit di sekitar inti besi lembut (inti besi lembut). Ini juga berisi ikat besi yang memberikan jalur rendah reluctance untuk fluks magnet, armature besi yang dapat Bergerak, dan satu atau lebih set kontak.

Armature ini dihubungkan pada ikat besi dan secara mekanis terhubung pada satu atau lebih set kontak Bergerak. Pegas membantu memegang armature di tempatnya sehingga ketika relay dinonaktifkan ada celas udara dalam sirkuit magnet. Di beberapa jenis relay, satu dari dua set kontak tertutup, dan set lainnya terbuka.

Beberapa relay mungkin memiliki lebih banyak atau lebih sedikit set kontak tergantung pada tujuan penggunaannya. Ada kawat yang menghubungkan armature ke ikat besi, yang memastikan kelanjutan sirkuit antara kontak Bergerak pada armature. saat arus listrik melewati coil ini menghasilkan medan magnet yang mengaktifkan armature, dan Bergeraknya kontak yang dapat Bergerak membuat atau memutus koneksi dengan kontak tetap.

Jika set kontak tertutup ketika relay dinonaktifkan, maka Bergerak membuka kontak dan memutus koneksi, dan sebaliknya jika kontak terbuka. Ketika arus ke coil tidak diaktifkan, armature dikembalikan oleh gaya, setengah kuat gaya magnet, ke posisi rileksnya. Gaya biasanya disediakan oleh pegas, gravitasi juga digunakan dalam starter motor industri.

Tonton video untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja relay:

Kelebihan dan Kekurangan Relay

Kelebihan:

Berikut adalah kelebihan berbagai jenis relay:

• Ini memungkinkan perangkat jarak jauh untuk dikontrol.
• Kontak berubah dengan mudah.
• Mengisolasi mengaktifkan bagian dari bagian actuating.
• Ini bekerja dengan baik pada suhu tinggi.
• Ini dapat diaktifkan dengan arus rendah dan dapat mengaktifkan mesin besar dengan daya besar.
• Satu sinyal dapat digunakan untuk mengontrol beberapa kontak sekaligus.
• Arus searah atau arus bolak-balik dapat menjadi saklar.

Kekurangan:

Meskipun manfaat yang baik dari relay beberapa keterbatasan masih terjadi. Berikut adalah kekurangan relay dalam aplikasi yang berbeda:

• Kontak dalam sistem rusak seiring waktu. Sering mengalami aus, oksidasi, dll.
• Waktu switching tinggi
• Suara aktivasi dan deaktivasi kontak dapat mengganggu.

Kesimpulan

Relay adalah komponen hebat yang melayani berbagai tujuan pada alat tergantung pada efek relay yang dibutuhkan. Dalam artikel mendalam ini, kami telah membahas definisi, fungsi, aplikasi, pertimbangan seleksi, jenis, dan kerja relay. Kami juga telah melihat kelebihan dan kekurangannya.

Saya harap Anda menyukai pembacaan ini, jika iya, silakan berikan komentar tentang bagian favorit Anda dari posting ini. Dan jangan lupa untuk berbagi dengan siswa teknis lainnya. Terima kasih!